單-雙基ISAR高分辨成像算法研究.pdf

1、逆合成孔徑雷達(dá)(ISAR，Inverse Synthetic Aperture Radar)是一種重要的微波探測工具，在國土防御、空間探測等領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用?？梢匀旌?、全天時(shí)、遠(yuǎn)距離的獲取非合作目標(biāo)的圖像，具有重要的軍事和民用價(jià)值。隨著應(yīng)用需求的不斷發(fā)展，使得ISAR成像技術(shù)的研究也不斷的深入。本論文針對單/雙基地ISAR高分辨成像處理中的若干新技術(shù)進(jìn)行了較為詳細(xì)的研究。
　　 1.介紹了本文工作的研究背景和意義，描

2、述了ISAR成像的發(fā)展歷史和研究現(xiàn)狀。
　　 2.介紹了ISAR成像的距離高分辨和方位高分辨的原理，給出了平動補(bǔ)償和ISAR成像的基本方法，對國內(nèi)外有關(guān)ISAR成像算法方面的研究成果進(jìn)行了評述。
　　 3.對低信噪比下線性調(diào)頻步進(jìn)信號的帶寬合成處理進(jìn)行了研究。首先給出了線性調(diào)頻步進(jìn)信號的形式及目標(biāo)平動產(chǎn)生相位誤差給頻域帶寬合成帶來的問題，然后給出了適用于低信噪比下基于高階累積量的回波信號帶寬相參化處理方法，并給出了成像流

3、程，最后用仿真與實(shí)測數(shù)據(jù)的處理結(jié)果進(jìn)行了本章所提算法有效性的驗(yàn)證。
　　 4.針對傳統(tǒng)超分辨ISAR成像中用能量進(jìn)行判斷距離單元中的散射點(diǎn)數(shù)目可能會引起虛假點(diǎn)或散射點(diǎn)漏檢的問題，提出了一種統(tǒng)計(jì)RELAX超分辨ISAR成像方法，該方法充分將目標(biāo)所處環(huán)境的背景噪聲與雜波的統(tǒng)計(jì)信息用于散射點(diǎn)的提取中，對所有的距離單元的回波信號進(jìn)行高斯性能檢測，按照期望的虛警概率設(shè)置檢測門限，確定存在散射點(diǎn)的距離單元，利用統(tǒng)計(jì)RELAX超分辨技術(shù)進(jìn)行散

4、射點(diǎn)的提取，最后給出的仿真和實(shí)測數(shù)據(jù)結(jié)果驗(yàn)證了本方法的有效性。
　　 5.針對低信噪比下基于壓縮感知CS(Compressive Sensing)的ISAR成像方法性能下降甚至失效的問題，提出了一種改進(jìn)CS的成像方法，首先分離含目標(biāo)的距離單元和噪聲單元，同時(shí)在方位向上用相干投影來提高觀測數(shù)據(jù)的信噪比，下來利用權(quán)值迭代重置法進(jìn)行1-范數(shù)的優(yōu)化以增強(qiáng)真實(shí)散射點(diǎn)能量并且抑制噪聲。改進(jìn)CS算法適用于強(qiáng)噪聲的環(huán)境下的ISAR成像，并可利用

5、較少脈沖數(shù)獲得高分辨的目標(biāo)像。實(shí)測數(shù)據(jù)處理驗(yàn)證了該方法可以有效克服強(qiáng)噪聲與雜波。同時(shí)，僅用有限個(gè)較少的回波脈沖就可得到高分辨ISAR圖像，驗(yàn)證了該方法在非常有限脈沖條件下的穩(wěn)健性。
　　 6.針對雙基地雷達(dá)中兩極區(qū)由于雙基地角的時(shí)變特性，傳統(tǒng)的ISAR成像方法無法獲取高分辨的目標(biāo)像，提出了一種Radon變換結(jié)合TCDS(Time Chirp-ratedistribution-Search)的超分辨成像算法。首先給出了雙基地ISA

6、R的信號模型，分析了兩極區(qū)雙基地角的時(shí)變性及對距離包絡(luò)和方位的影響，就兩極區(qū)目標(biāo)運(yùn)動模型雷達(dá)信號處理國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室中目標(biāo)方位高次項(xiàng)相位提出了Radon-TCDS-Relax超分辨成像算法，對每個(gè)距離單元進(jìn)行調(diào)頻率和調(diào)頻率變化率搜索，并補(bǔ)償其所對應(yīng)的方位高次項(xiàng)相位誤差，用Radon-TCDS-RELAX提取散射點(diǎn)，然后進(jìn)行TCD-RID成像。最后用仿真數(shù)據(jù)與傳統(tǒng)的RID成像方法進(jìn)行了比較，驗(yàn)證了本文方法的有效性。
　　 7.針對利